MOF(Co)/功能化石墨烯制備高效Co-N-C型氧還原催化劑研究

編號：NMJS07336

篇名：MOF(Co)/功能化石墨烯制備高效Co-N-C型氧還原催化劑研究

作者：樊榮 薛建軍 趙媛 趙清清 陳志雄 李京修 楊林 郝亞楠

關鍵詞： 金屬有機骨架 功能化石墨烯 氧還原反應

機構(gòu)： 南京航空航天大學材料科學與技術學院

摘要： 以六水合硝酸鈷為金屬源,苯并咪唑為有機配體,對苯二胺改性氧化石墨烯(PGO)為碳載體,采用一步溶劑熱法合成金屬有機骨架(MOF)-PGO前軀體,經(jīng)過高溫處理制備了多孔Co-N-PGO催化劑。采用比表面積孔隙度分析儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射、拉曼光譜和X射線光電子能譜等物理表征手段對催化劑形貌、結(jié)構(gòu)以及元素形態(tài)進行表征,同時利用線性掃描伏安法和計時電流法對催化劑在堿性電解液中的氧還原(ORR)性能進行測試。結(jié)果表明,Co-N-PGO催化劑具有較高的比表面積和電化學活性面積,良好的結(jié)晶程度以及豐富的孔洞結(jié)構(gòu)。此外,Co-N-PGO催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的ORR催化活性,半波電位與商業(yè)Pt/C催化劑相比僅相差10mV,同時擁有更好的穩(wěn)定性及抗甲醇毒化性能。根據(jù)K-L方程,Co-N-PGO催化劑在ORR過程中主要為四電子途徑,與Pt/C催化劑反應機理相似。